一種瞄準稜鏡安裝誤差測量方法與流程
2023-12-09 16:50:36 1
本發明屬於誤差測量技術領域，具體涉及一種瞄準稜鏡安裝誤差測量方法。
背景技術：
慣性導航系統是運載火箭等大型無人駕駛飛行器的主導航系統，安裝在慣組上的瞄準稜鏡是其進行瞄準定向時的準直目標，其等效反射截面相對於導航系統的坐標基準有嚴格的位置要求。
瞄準稜鏡的安裝誤差包括以下兩項，如圖1所示：
α：瞄準稜鏡相對定位基準繞X軸的平行度或垂直度誤差；
β：瞄準稜鏡相對安裝基準繞Z軸的平行度誤差。
這兩項誤差將直接影響瞄準定向的精度，因此對其進行精確測量是十分必要的。
但以往的瞄準稜鏡測試以慣性導航系統本體上的機械/光學基準面為基準進行測試，而慣性導航系統在進行慣性儀表安裝誤差的標定時，是以其標定設備(如三軸轉臺、框架六面體等)建立的坐標係為基準。根據多年的使用情況表明，慣組本體上的基準面很難與標定設備上代表標定設備坐標系的基準面完全重合、普遍存在一個角度差，如圖1所示。這樣就造成了瞄準鏡安裝誤差與慣性儀表安裝誤差在進行標定時，是根據不同的基準進行測試的，瞄準鏡的安裝誤差沒有完全反映到導航系統坐標繫上。
技術實現要素：
本發明的目的是，針對現有技術不足，提供一種基於導航系統坐標系的瞄準稜鏡的安裝誤差測量，以保證飛行器瞄準定向和慣性制導時的航向精度的瞄準稜鏡安裝誤差測量方法。
本發明的技術方案是：
一種瞄準稜鏡安裝誤差測量方法，包括以下步驟：
步驟一，建立慣組的宇航系統坐標系；
由其慣性儀表的標定設備、如轉臺的空間姿態建立，轉臺的空間基準可以用安裝在內框上的基準面表示，以3個安裝板形成的平面的法線代表X軸、以2個定位銷釘的母線形成的平面的法線代表Y軸；
此時導航系統坐標系的瞄準稜鏡的安裝誤差即可等效為：
α：瞄準稜鏡在安裝基面的投影與定位基面的平行度誤差；
β：瞄準稜鏡在定位基面的投影與安裝基面的平行度誤差。
步驟二，計算瞄準稜鏡的安裝誤差對瞄準方位角的影響量△A為：
△A＝α+β·tanθ (1)
△A：瞄準稜鏡的安裝誤差對瞄準方位角的影響量；
α：瞄準稜鏡在安裝基面的投影與定位基面的平行度誤差；
β：瞄準稜鏡在定位基面的投影與安裝基面的平行度誤差；
θ：瞄準設備俯仰角；
步驟三，根據步驟二所述公式，由方位角的影響量即可反算出瞄準稜鏡的安裝誤差，其步驟如下：
測角設備以不同俯仰角θ1、θ2對準瞄準稜鏡進行方位測量，測角設備利用導航系統坐標系的可視化轉換後的基準面等可以進行方位歸算，從而測量出此時安裝誤差對瞄準方位角的影響量△A1、△A2；
△A1＝α+β·tanθ1 (2)
△A2＝α+β·tanθ2 (3)
由此可知：
△A1-△A2＝β·(tanθ1-tanθ2) (4)
計算出α、β，完成基於導航系統坐標系的瞄準稜鏡安裝誤差測量。
本發明的有益效果是：
1.本發明解決基於導航系統坐標系的瞄準稜鏡的安裝誤差測量，以保證飛行器瞄準定向和慣性制導時的航向精度；
2.測試結果在飛行試驗中獲得了考核，取得了良好的應用效果；
3.根據此測量方法，進行了大量基於導航系統坐標系的瞄準稜鏡安裝誤差測試，並可以適用於相應的自動化測試設備中。
附圖說明
圖1是標定示意圖；
圖2是瞄準鏡安裝誤差示意圖；
圖3是瞄準鏡安裝誤差示意圖；
圖4是瞄準鏡安裝誤差示意圖；
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明提出的一種進行進一步的介紹：
一種瞄準稜鏡安裝誤差測量方法，包括以下步驟：
步驟一，建立慣組的宇航系統坐標系；
由其慣性儀表的標定設備、如轉臺的空間姿態建立，轉臺的空間基準可以用安裝在內框上的基準面表示，以3個安裝板形成的平面的法線代表X軸、以2個定位銷釘的母線形成的平面的法線代表Y軸；
此時導航系統坐標系的瞄準稜鏡的安裝誤差即可等效為：
α：瞄準稜鏡在安裝基面的投影與定位基面的平行度誤差；
β：瞄準稜鏡在定位基面的投影與安裝基面的平行度誤差。
步驟二，計算瞄準稜鏡的安裝誤差對瞄準方位角的影響量△A為：
△A＝α+β·tanθ (1)
△A：瞄準稜鏡的安裝誤差對瞄準方位角的影響量；
α：瞄準稜鏡在安裝基面的投影與定位基面的平行度誤差；
β：瞄準稜鏡在定位基面的投影與安裝基面的平行度誤差；
θ：瞄準設備俯仰角；
步驟三，根據步驟二所述公式，由方位角的影響量即可反算出瞄準稜鏡的安裝誤差，其步驟如下：
測角設備以不同俯仰角θ1、θ2對準瞄準稜鏡進行方位測量，測角設備利用導航系統坐標系的可視化轉換後的基準面等可以進行方位歸算，從而測量出此時安裝誤差對瞄準方位角的影響量△A1、△A2；
△A1＝α+β·tanθ1 (2)
△A2＝α+β·tanθ2 (3)
由此可知：
△A1-△A2＝β·(tanθ1-tanθ2) (4)
計算出α、β，完成基於導航系統坐標系的瞄準稜鏡安裝誤差測量。
利用測角設備將慣性儀表的標定設備基準面轉換至可視基面，完成導航系統坐標系的可視化轉換，然後根據瞄準稜鏡的安裝誤差對瞄準方位角的影響量即可反算出相應的安裝誤差。